Question

【题目】在“验证机械能守恒定律”的一次实验中，质量m=1 kg的重物自由下落，在纸带上打出一系列的点（下图纸带上的所有点均为计时点，相邻计时点时间间隔为0.02 s），那么：

（1）实验中下列物理量中需要直接测量的量有_______，通过计算可得到的量有______（填字母序号）；

A．重锤质量 B．重力加速度

C．重锤下落的高度 D．与下落高度相应的重锤的瞬时速度

（2）纸带的________ （填“P”或“C”，用字母表示）端与重物相连；

（3）打点计时器打下计时点B时，物体的速度vB=________m/s（保留到小数点后两位）；

（4）从起点P到打下计时点B的过程中物体的重力势能减少量Ep=________J，此过程中物体动能的增加量Ek=________J；（g取9.8 m/s2保留到小数点后两位）

（5）通过计算表明数值上ΔEp_____ ΔEk（填“大于”“小于”或“等于”），这是因为________，实验的结论是：______________________。

Answer 1

【答案】CDP0.980.490.48大于重物受到的空气阻力及纸带与打点计时器的摩擦等原因使机械能减少在误差允许的范围内重锤的重力势能减少等于动能的增加，机械能守恒。

【解析】

试题（1）由于实验是验证机械能守恒定律，即mgh=mv2，化简得gh=v2，故需要测量重锤下落的高度h及与下落高度相应的重锤的瞬时速度v，选CD；（2）由图可知，纸带与重物相连的端应该是点比较密集的部分，故是P端；（3）B点的速度vB=m/s=0.98m/s；（4）△EP=mgh=1×9.8×5.01×0.01J=0.49J；△Ek=mvB2=×1×（0.98）2J=0.48J；（5）可见△EP>△Ek，这是因为重物受到的空气阻力及纸带与打点计时器的摩擦等原因使机械能减少；在误差范围内重锤的重力势能减少等于动能的增加，机械能守恒。